Die Auswirkungen von frühem Stress im Leben auf Fettleibigkeit
Studie untersucht, wie frühe Erfahrungen Übergewicht durch Protein-Kinase-Aktivität beeinflussen.
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Inhaltsverzeichnis
Fettleibigkeit ist ein grosses Problem in den USA und betrifft etwa 42,4 % der Leute, egal ob Mann oder Frau. Frauen haben allerdings ein höheres Risiko für schwere Fettleibigkeit, mit einer Rate, die 9,2 % höher ist als bei Männern. Aktuellen Schätzungen zufolge könnte bis 2030 die Hälfte aller Erwachsenen als fettleibig eingestuft werden. Diese Krankheit kann ernsthafte Gesundheitsprobleme wie Herzkrankheiten, Schlaganfälle, Typ-2-Diabetes und verschiedene Krebsarten zur Folge haben. Das Problem anzugehen, ist knifflig, weil die aktuellen Behandlungen oft schlechte langfristige Erfolgsquoten haben, weshalb es wichtig ist, Faktoren zu untersuchen, die die Behandlungsergebnisse verbessern könnten.
Faktoren, die zur Fettleibigkeit beitragen
Die Entwicklung von Fettleibigkeit wird von vielen Faktoren beeinflusst, darunter Genetik und Umwelt. Lebensstil, Ernährung, soziale Erfahrungen und der wirtschaftliche Status spielen eine entscheidende Rolle für die Gesundheit einer Person. Negative Erlebnisse in der Kindheit können später im Leben zu ernsthaften Gesundheitsproblemen führen, besonders wenn sie in den ersten zehn Jahren auftreten.
Kindliche Fettleibigkeit ist ein wachsendes Problem, und Unterschiede zwischen verschiedenen Rassen und ethnischen Gruppen könnten zu diesem weit verbreiteten Problem beitragen. Prognosen zeigen, dass mehr als die Hälfte der Kleinkinder und Kinder bis sie 35 Jahre alt sind fettleibig sein könnte. Studien zeigen, dass Erfahrungen während der Schwangerschaft und frühen Kindheit das Gewicht eines Kindes und die Art und Weise, wie der Körper Energie verarbeitet, beeinflussen können. Deshalb könnten Ereignisse, die die Ausbildung gesunder Ess- und Lebensgewohnheiten stören, wie das Verhalten von Bezugspersonen, das Gewicht im Laufe des Lebens negativ beeinflussen.
Rolle der Proteinkinasen
Proteinkinasen sind essentielle Enzyme im Körper, mit 518 bekannten Typen. Sie sind an verschiedenen biologischen Funktionen beteiligt, darunter wie der Körper Insulin und Glukose verarbeitet. Neue Technologien wurden entwickelt, um die Kinaseaktivität in Echtzeit zu messen, was entscheidend ist, um zu verstehen, wie diese Proteine in unterschiedlichen Situationen arbeiten.
Frühere Studien haben gezeigt, dass eine Kombination aus Vernachlässigung in der Frühkindheit und einer ungesunden Ernährung das Risiko für fettleibigkeitsbedingten Bluthochdruck erhöhen kann. Daher ist es wichtig zu untersuchen, wie frühkindlicher Stress die Kinaseaktivität im Fettgewebe bei männlichen und weiblichen Mäusen beeinflusst, die eine fettreiche Ernährung erhalten.
Überblick über das Tierexperiment
In einer Studie mit einer bestimmten Mauslinie untersuchten Forscher die Auswirkungen von mütterlicher Trennung und frühzeitiger Entwöhnung auf die Entwicklung von Fettleibigkeit. Die Mäuse hatten freien Zugang zu Futter und Wasser und wurden in einer kontrollierten Umgebung mit einer bestimmten Temperatur- und Lichtzyklen gehalten. Der Trennungsprozess dauerte eine festgelegte Anzahl von Stunden über mehrere Tage, und die Kontrollgruppe der Mäuse durfte bis zur Entwöhnung bei ihrer Mutter bleiben.
Nach 20 Wochen auf einer fettreichen Diät wurden die Mäuse zur Analyse des Fettgewebes euthanasiert, um die Kinaseaktivität zu messen. Proben von sowohl den Kontroll- als auch den getrennten Mäusen wurden vorbereitet und mit speziell entwickelten Chips analysiert, die die Messung der Kinaseaktivität basierend auf Phosphorylierungsebenen ermöglichten.
Messung der Kinaseaktivität
Die in der Studie verwendete Technologie erlaubt die Überwachung der Kinaseaktivität durch fluoreszierende Signale. Dieser Ansatz beinhaltet die Verwendung eines Mikroarrays, der verschiedene Reporterpeptide enthält, die mit spezifischen Kinasen reagieren. Durch den Vergleich der Signalintensität dieser Reaktionen können die Forscher sehen, wie verschiedene Kinasen als Reaktion auf die Bedingungen, denen die Mäuse ausgesetzt sind, aktiviert werden.
Analyse der Ergebnisse
In der Analyse betrachteten die Forscher die Phosphorylierung von Peptiden bei männlichen und weiblichen Mäusen. Bei den Männchen wurden 49 spezifische Peptidreaktionen analysiert, und die Ergebnisse zeigten eine allgemeine Abnahme der Kinaseaktivität im Vergleich zu Kontrollmäusen. Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass mehrere wichtige Kinasen bei männlichen Mäusen, die frühkindlichem Stress ausgesetzt waren, weniger aktiv waren. Diese Herunterregulierung könnte zu verschiedenen Stoffwechselproblemen führen, die mit Fettleibigkeit verbunden sind.
Bei den Weibchen wurden 50 Peptidreaktionen festgestellt. Ähnlich wie bei den männlichen Ergebnissen gab es sowohl Anstiege als auch Abfälle in der Kinaseaktivität. Der Vergleich zeigte, dass weibliche Mäuse ein anderes Aktivierungsmuster der Kinasen im Vergleich zu den Männchen zeigten, was darauf hindeutet, dass Geschlechtsunterschiede einen signifikanten Einfluss darauf haben, wie frühkindlicher Stress die Gewichtregulation beeinflusst.
Implikationen der Kinaseaktivität
Bestimmte Kinasen spielen entscheidende Rollen bei der Regulierung des Fettwachstums und des Stoffwechsels. Die Studie zeigte, dass es bei Mäusen, die frühkindlichem Stress ausgesetzt waren, Veränderungen in der Aktivität spezifischer Kinasen gab. Eine bemerkenswerte Kinase, die an der Kalziumregulation beteiligt ist, ist entscheidend für die Funktion von Fettzellen. Zu verstehen, wie diese Kinasen aktiviert werden und was sie tun, kann helfen, die Mechanismen hinter der Gewichtszunahme bei gestressten Personen zu klären.
Die Studie hob auch die Bedeutung anderer Kinasefamilien hervor, die auf Stress reagieren, einschliesslich derjenigen, die in zellulären Reaktionen auf Verletzungen oder Infektionen beteiligt sind. Diese Kinasen können beeinflussen, wie der Körper Insulin und den gesamten Energiehaushalt verwaltet, was entscheidende Faktoren für Gewichtszunahme und Fettleibigkeit sind.
Fazit und zukünftige Richtungen
Diese Forschung ist wichtig, weil sie zeigt, wie frühe Lebenserfahrungen langfristige Auswirkungen auf Gewicht und Gesundheit haben können. Indem man sich darauf konzentriert, wie Kinasen unterschiedlich bei männlichen und weiblichen Mäusen aktiviert werden, hoffen die Forscher, Licht auf die biologischen Unterschiede zu werfen, die zur Entwicklung von Fettleibigkeit beitragen.
Zukünftige Studien müssen weiter die spezifischen Wege untersuchen, in denen Veränderungen der Kinaseaktivität den Stoffwechsel und die Gewichtszunahme beeinflussen. Zusätzliche Experimente könnten helfen, die Erkenntnisse zu validieren und tiefere Einblicke darin zu gewinnen, wie frühkindlicher Stress die Gesundheitsresultate im Laufe des Lebens verändern kann. Das Verständnis dieser Mechanismen könnte zu besseren Strategien zur Behandlung und Prävention von Fettleibigkeit und den damit verbundenen Gesundheitsrisiken führen.
Titel: Sex-specific sequels of early life stress on serine/threonine kinase activity in visceral adipose tissue from obese mice
Zusammenfassung: Adverse childhood experiences (ACEs) are an established independent risk factor for chronic disease development including obesity and hypertension; however, only women exposed to ACEs show a positive relationship with BMI. Our lab has reported that maternal separation and early weaning (MSEW), a mouse model of early life stress, induces sex-specific mechanisms underlying greater blood pressure response to a chronic high fat diet (HF). While female MSEW mice fed a HF display exacerbated perigonadal white adipose tissue (pgWAT) expansion and a metabolic syndrome phenotype compared to controls, male MSEW mice display similar levels of adiposity compared to control counterparts but display neurogenic hypertension. Thus, this study aimed to determine a pgWAT whether there is a sex-specific serine/threonine kinase (STKA) activity associated with early life stress. Frozen pgWAT was collected from MSEW and Control, male and female mice fed a HF to assess STKA activity using the Pamstation12 instrument. Overall, MSEW induces significant reduction of 7 phosphokinases (|Z| >=1.5) in females (QIK, MLK, PKCH, MST, STE7, PEK, FRAY) and 5 in males (AKT, SGK, P38, MARK, CDK), while 15 were downregulated in both sexes (DMPK, PKA, PKG, RSK, PLK, DYRK, NMO, CAMK1, JNK, PAKA, RAD53, ERK, PAKB, PKD, PIM, AMPK). This data provides new insights into the sex-specific dysregulation of the molecular network that regulates cellular phosphorylation signals in visceral adipose tissue and identifies possible target phosphokinases important in adipocyte hypertrophy as a result of exposure to early life stress combined with an unhealthy. Identifying functional metabolic signatures associated with early life stress is critical to elucidate the underlying molecular mechanisms behind the sex-specific obesity risk.
Autoren: Analia S. Loria, J. R. Leachman, J. Creedence, M. Turner, N. Ahmed, C. Dalmasso
Letzte Aktualisierung: 2024-04-04 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.03.587852
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.03.587852.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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